专利名称：合分路器、电梯移动信号覆盖的方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种合分路器、电梯移动信号覆盖的方法及其系统。
背景技术：
随着城市建设的快速发展，高层住宅小区和高层办公楼宇越来越多。我国住宅设计规范中规定七层及以上的住宅或住户入口层楼面距室外设计地面的高度超过16m以上的住宅必须设置电梯。电梯作为一个特殊的使用环境，其电梯井道墙体较厚，电梯轿厢多为金属箱体，移动通信信号衰减严重，进出电梯的移动通信信号快衰落现象严重，因此电梯内一般手机信号比较微弱、甚至完全没有信号。为了改善电梯内手机信号微弱甚至是没有信号的问题，目前，本领域的技术人员主要采用以下几种方式1)如图1所示为井道主干馈线顶部覆盖的结构示意图，在电梯井道1内引入一根主馈线2，其中，主馈线2 —般采用7/8英寸或1/2英寸移动通信专用同轴电缆，将该主馈线 2固定在电梯井道1内壁上，且在每隔4 6层高度在该主馈线2上连接一个耦合器3分出一定功率的信号，耦合器3与定向天线4 (例如八木天线)连接来进行信号辐射，使无线通信信号充满整个电梯井道1，然后再由电梯井道1渗透到电梯轿厢5内实现信号覆盖。如图2所示为井道主干馈线底部覆盖的结构示意图，其与图1在原理上是相同的，这里不再赘述。上述方式存在以下不足(1)信号覆盖目标不直接，大量信号功率浪费在井道内，因此造成投资浪费；( 工程实施困难，在电梯井道内引入主馈线及在主馈线上连接耦合器及定向天线4(例如八木天线)时，需要中断电梯运行，由工人进入电梯井道内进行高空作业； (3)存在一定的安全隐患，一旦电梯井道内设置的耦合器或定向天线脱落，将严重干扰电梯运行，造成重大安全事故；2)如图3所示，采用电梯厅的方式，即在每层电梯厅7门口的天花板上安装天线 6，以此天线6对电梯轿厢5进行信号覆盖。这种方式的不足有(1)电梯厅走线困难，施工难度大；(2)电梯轿厢闭合瞬间信号急剧衰落，易造成掉话；(3)由于天线覆盖半径有限，不适合于电梯数量较多的场合。3)如图4所示，采用泄漏电缆的方式，在每个电梯井道1内沿井道安放一根竖直的泄露电缆8，在泄露电缆的上端或下端安装定向天线4 (例如八木天线)。也可以如图5所示，在泄露电缆的上端或下端安装功率负载9。还可以如图6所示，结合主干使用。采用泄露电缆的方式，虽然可以很好的对电梯轿厢5进行信号覆盖，但是，其存在泄露电缆价格昂贵，导致投资高，且在电梯井道内施工难度大的问题。4)如图7所示，采用随行直放机的方式，即在每个电梯井道1的顶部安装一副定向天线4 (例如八木天线)，通过该定向天线4 (例如八木天线)向电梯井道1内辐射信号，同时在对应的电梯轿厢5上安装一副接收定向天线12 (例如八木天线)，来接收电梯井道1内的信号，并将接收到的信号经一台直放机10进行放大后，再由电梯轿厢5内的重发天线11对电梯轿厢5进行信号覆盖。当然，也可以如图8所示，在电梯井道1的顶部设置一个与定向天线4 (例如八木天线)连接的直放机13，这样电梯轿厢侧直放机与电梯井道顶部直放机之间通过移频信号传输，避免自激干扰。此种方式具有以下不足(1)要求电梯井道顶部定向天线输出较高的功率；(2)对随行直放机工作性能要求较高，在信号控制不当时易干扰基站；C3)此种信号覆盖技术目前尚不成熟。5)如图9所示，采用随行线缆的方式，即在井道内专门设置随电梯轿厢一起运动的用来传输移动通信信号的随行线缆15，即电缆、光缆或五类线。对于此种方式存在以下不足(1)布线施工时需要长时间的关停电梯；(2)这些专门设置的用来传输移动通信信号的电缆随电梯的上下行而弯折，久而久之易出现性能下降(如电缆驻波增加、光缆光衰增大等)，甚至出现线芯折断的问题。另外，对于光缆和五类线的方式，两端均需要设置有源设备，造成造价较高的问题，特别是对于五类线的方式，其两端还需要添加上下变频及数字处理设备，其设备造价会更高。
发明内容
本发明提供一种合分路器、电梯移动信号覆盖的方法及其系统，以解决现有技术中存在的工程施工难度大、投资成本高、对电梯安全运行存在隐患及会对基站产生干扰的问题。本发明提供一种电梯移动信号覆盖的方法，包括第一阻抗匹配模块对下行移动通信信号进行阻抗变换；第二阻抗匹配模块对经所述第一阻抗模块进行阻抗变换的下行移动通信信号进行阻抗逆变换；所述第二阻抗匹配模块还对上行移动通信信号进行阻抗变换；所述第一阻抗匹配模块还对经所述第二阻抗进行阻抗变换的上行移动通信信号进行阻抗逆变换；第一信号耦合模块将经所述第一阻抗匹配模块，进行阻抗变换后的所述下行移动通信信号耦合进电梯内的视频同轴电缆或有线电话双绞线，还将耦合于所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线内的上行移动通信信号分离出来，并传输至所述第一阻抗匹配模块；第二信号耦合模块将耦合于所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线内的所述下行移动通信信号分离出来，并传输至所述第二阻抗匹配模块，还将经所述第二阻抗匹配模块，进行阻抗变换后的所述上行移动通信信号耦合进所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线。本发明还提供一种合分路器，包括阻抗匹配模块，用于对上、下行移动通信信号进行阻抗变换；信号耦合模块，用于将耦合于视频同轴电缆或有线电话双绞线内的上、下行移动通信信号分离出来；还用于将上、下行移动通信信号耦合进所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线。本发明还提供一种电梯移动信号覆盖系统，包括两个上述合分路器，两个所述合分路器一个为远端合分路器、另一个为近端合分路器，所述近端合分路器设置于电梯井道
4外，所述远端合分路器设置于电梯轿厢上，所述远端合分路器及所述近端合分路器与电梯的对应视频同轴电缆或有线电话双绞线相连接。本发明提供的电梯移动信号覆盖的方法，是将移动通信信号耦合进电梯内原有的视频同轴电缆或有线电话双绞线内，采用此种方法可以不用再进行专门的布线施工，因此降低了施工难度，同时也不会给电梯的安全运行造成隐患。而且，由于不需要在电梯井道内布设专门传输无线通信信号的线缆，因此降低了投入成本。还有，无线通信信号在电梯井道内沿电缆传输，避免了出现对基站存在干扰的问题发生。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1为井道主干馈线顶部覆盖的结构示意图；图2为井道主干馈线底部覆盖的结构示意图；图3为采用电梯厅的方式的结构示意图；图4为安装定向天线的泄漏电缆方式结构示意图；图5为安装功率负载的泄漏电缆方式结构示意图；图6为结合主干使用的泄漏电缆方式结构示意图；图7为采用直放机方式的结构示意图；图8为电梯井道顶部设置直放机的结构示意图；图9为采用随行线缆方式的结构示意图；图10为本发明分合路器实施例的结构示意图；图11为本发明电梯移动信号覆盖系统实施例1的结构示意图；图12为近、远端合分路器工作原理示意图；图13为信号源是无线直放机的结构示意图；图14为本发明电梯移动信号覆盖系统实施例2的结构示意图；图15为信号变换设备与信号逆变换设备的原理框图。附图标记I"电梯井道；2-主馈线；3~華禹合器；
4-定向天线；5-电梯轿厢；6、23_天线；
7-电梯厅；8-泄露电缆；9-功率负载；
10、13-直放机；11-重发天线；12-接收定向天线;
14-阻抗匹配模块；15--随行线缆；16-信号耦合模块
17-近端分合路器；18--远端分合路器；19-电梯机房；
20-天线；21-信号源；22-信号变换设备24-信号逆变换设备。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明电梯移动信号覆盖的方法的实施例，包括第一阻抗匹配模块对下行移动通信信号进行阻抗变换；第二阻抗匹配模块对经所述第一阻抗模块进行阻抗变换的下行移动通信信号进行阻抗逆变换；所述第二阻抗匹配模块还对上行移动通信信号进行阻抗变换；所述第一阻抗匹配模块还对经所述第二阻抗进行阻抗变换的上行移动通信信号进行阻抗逆变换；第一信号耦合模块将经所述第一阻抗匹配模块，进行阻抗变换后的所述下行移动通信信号耦合进电梯内的视频同轴电缆或有线电话双绞线，还将耦合于所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线内的上行移动通信信号分离出来，并传输至所述第一阻抗匹配模块；第二信号耦合模块将耦合于所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线内的所述下行移动通信信号分离出来，并传输至所述第二阻抗匹配模块，还将经所述第二阻抗匹配模块，进行阻抗变换后的所述上行移动通信信号耦合进所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线。采用上述方法，是将移动通信信号耦合进电梯内原有的视频同轴电缆或有线电话双绞线内，采用此种方法可以不用再进行专门的布线施工，因此降低了施工难度，同时也不会给电梯的安全运行造成隐患。而且，由于不需要在电梯井道内另行布设专门传输无线通信信号的线缆，因此降低了投入成本。还有，无线通信信号在电梯井道内沿电缆传输，避免了出现对基站存在干扰的问题发生。目前，视频监控基带信号传输一般采用75 Ω -3D或者75 Ω -5D的同轴电缆，由于该类电缆中间采用铜芯且外带屏蔽网，因此其信号衰减小，抗干扰能力强，传输距离在200米 (约70层楼)内视频信号质量无明显下降。双绞线是100 Ω的平衡传输方式，利用两条线缆信号相等方向相反的特性抑制外部干扰，传输距离在0-1500米。这两种线缆在现有的电梯随行电缆中均有配备。采用上述两种线缆来进行移动通信信号的传输对现有电梯的改动小，工程施工量小，易于实现。但是，由于移动通信射频信号要求特征阻抗为50欧姆的射频传输线，而上述的视频监控电缆是特征阻抗为75欧姆的同轴电缆，而双绞线为100欧姆的平衡传输。因此，需要将射频或中频移动通信信号作50 Ω-75 Ω或50 Ω-100 Ω的阻抗变换，使传输在视频同轴电缆、有线电话双绞线内的移动通信信号的阻抗相应的转换为75Ω、 100 Ω，以满足信号传输的要求。在移动信号耦合进视频同轴电缆或有线电话双绞线时，由于视频监控信号带宽为 0 6MHz，有线电话传送的语音信号带宽在200KHZ以下，其均属于基带信号的范畴。而移动通信2G信号主要集中在800 960MHz之间，2G的另一个频段(即DCS系统)信号带宽在1710 1850MHz，3G信号在1810 2170MHz附近。目前，部分移动通信设备(如数字光纤直放站)将移动通信的射频信号下变频到中频70 140MHz范围内某个频点上进行处理。由上可见，在上述基带、中频、射频信号之间均有相当长的保护带宽，因此在同一传输线缆中传输视频监控信号、有线电话信号及无线通信信号时，他们之间不会对彼此形成干扰， 保证了各个信号传输的质量。还有，在所述下行移动通信信号进行阻抗变换之前，对所述下行移动通信信号进行模数转化，在所述上行移动通信信号进行阻抗逆变换之后，对所述上行移动通信信号进行数模转化；在所述下行移动通信信号进行阻抗逆变换之后，对所述下行移动通信信号进行数模转化，在所述上行移动通信信号进行阻抗变换之前，对所述上行移动通信信号进行模数转化。这里所说的阻抗变换是指，根据使用线缆的不同，将特征阻抗由50Ω变换为与线缆特征阻抗相对应的75 Ω或100欧姆，而阻抗逆变换是指上述阻抗变换的逆过程，即将与线缆特征阻抗相对应的75 Ω或100欧姆转换为50 Ω。对上述的上、下行移动通信信号进行数/模转化后，在视频同轴电缆上传输的上、 下行移动通信信号即为数字信号，采用数字信号进行传输均有损耗小，抗干扰能力强，比较适合使用在楼层较高、随行线缆长、运行速度快的高层电梯。另外需要指出的是，由于视频同轴电缆及有线电话双绞线自身特点的限制，上、下行移动通信信号在进行数/模转化前，即为模拟信号时，只能用视频同轴电缆来进行信号的耦合传输，而进行数字化转换后，其既可以用视频同轴电缆来进行信号的耦合传输，又可以用有线电话双绞线来进行信号的耦合传输。如图10所示，本发明合分路器实施例的结构示意图，包括阻抗匹配模块14和信号耦合模块16。阻抗匹配模块14用于对上、下行移动通信信号进行阻抗变换，使传输于视频同轴电缆内的上、下行移动通信信号的阻抗转换为75Ω、使传输于有线电话双绞线内的上、下行移动通信信号的阻抗转换为100 Ω ；信号耦合模块16用于将耦合于相应的视频同轴电缆或有线电话双绞线内的上、下行移动通信信号分离出来；还用于将上、下行移动通信信号耦合进相应的所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线。如图11所示，本发明电梯移动信号覆盖系统实施例1的结构示意图，包括两个合分路器，一个合分路器设置在电梯机房19内，另一个合分路器设置在电梯轿厢上。两个合分路器均与电梯内的视频同轴电缆相连接。位于电梯机房内的合分路器为近端合分路器 17，位于电梯轿厢上的合分路器为远端合分路器18。近端分合路器17用于将信号源21的移动通信信号(即下行移动通信信号)耦合进视频同轴电缆，还用于将上行移动通信信号从视频同轴电缆内分离出来。远端合分路器18用于将耦合于视频同轴电缆内的下行移动通信信号从视频同轴电缆中分离出来，并经设置在电梯轿厢5内的天线20来对电梯轿厢5 进行信号覆盖，还用于将天线20接收的手机信号耦合进视频同轴电缆，形成上行移动通信信号。为了减少电梯内设备的数量及提高电梯轿厢内的美化性，可以将天线20与电梯内的监控摄像头作成一体。作为一个特例，如图13所示，上述的信号源21可以是无线直放机，通过架设在电梯机房外侧的天线23来获取基站发出的移动通信信号，并将其获取的移动通信信号传输给无线直放机，无线直放机对上述移动通信信号进行功率放大，然后再经近端合分路器耦合进视频同轴电缆。如图12所示，近、远端合分路器17、18的工作原理示意图，此部分以利用视频同轴线缆来传输移动通信信号为例。下行移动通信信号，即从基站传输到近端合分路器17的移动通信信号，首先经近端合分路器17的阻抗匹配模块进行阻抗的变换，使其射频信号的阻抗转变为75 Ω，之后，近端合分路器17的信号耦合模块将上述下行移动通信信号耦合到视频同轴电缆内，并向远端合分路器传输。对于同一信号流，远端分合路器18与近端分合路器17的工作过程是相反的，即远端分合路器18的信号耦合模块将上述下行移动通信信号从视频同轴电缆内分离出来，并使其阻抗再转换为50 Ω，即进行阻抗逆变换。对于上行移动通信信号，即远端合分路器18将手机信号(即上行移动通信信号) 与视频信号输入耦合到视频同轴电缆，然后再由近端合分路器17将手机信号与视频信号输出相分离。这个过程是与上述过程的工作原理相同，这里不再赘述。如图14所示，本发明电梯移动信号覆盖系统实施例2的结构示意图，在上述实施例的基础上，在近端合分路器与信号源之间设置了信号变换设备22 ；在远端合分路器与天线之间设置了信号逆变换设备24。其中，信号变换设备22与信号逆变换设备M的原理框图如图15所示。对于信号变换设备22，其包括双工器，双工器对上、下行移动通信信号进行分离，保证上、下行移动通信信号能够同时正常工作。在信号变换设备22中，下行移动通信信号经下变频模块DCM进行下变频处理，使模拟射频信号降频至中频，然后通过模数转换模块ADC将上述中频信号转变为数字信号，并由下行数字滤波模块DDC进行滤波处理，随后经滤波过的信号再经组/ 解码及信号调理模块进行相应的处理后，传输至近端合分路器耦合进视频同轴电缆。对于经近端分合路器分离出来的上行移动通信信号，其首先经过组/解码及信号调理模块进行相应的处理后，再经上行数字滤波模块DUC进行滤波后，由数模转化模块DAC将其转换为模拟中频信号，随后再由上变频模块UCM对该模拟中频信号进行上变频到射频信号，并最终经双工器发送出去。对于信号逆变换设备M来说，其原理与信号变换设备22基本相同。其不同点仅在于，在上变频模块与双工器之间设置了放大器PA对经上变频后的下行移动通信信号进行功率放大；在下变频模块与双工器之间设置了低噪声放大器LNA对上行移动通信信号进行小信号放大。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种电梯移动信号覆盖的方法，其特征在于，包括第一阻抗匹配模块对下行移动通信信号进行阻抗变换；第二阻抗匹配模块对经所述第一阻抗模块进行阻抗变换的下行移动通信信号进行阻抗逆变换；所述第二阻抗匹配模块还对上行移动通信信号进行阻抗变换；所述第一阻抗匹配模块还对经所述第二阻抗进行阻抗变换的上行移动通信信号进行阻抗逆变换；第一信号耦合模块将经所述第一阻抗匹配模块，进行阻抗变换后的所述下行移动通信信号耦合进电梯内的视频同轴电缆或有线电话双绞线，还将耦合于所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线内的上行移动通信信号分离出来，并传输至所述第一阻抗匹配模块；第二信号耦合模块将耦合于所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线内的所述下行移动通信信号分离出来，并传输至所述第二阻抗匹配模块，还将经所述第二阻抗匹配模块， 进行阻抗变换后的所述上行移动通信信号耦合进所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线。
2.根据权利要求1所述的电梯移动信号覆盖的方法，其特征在于，在所述下行移动通信信号进行阻抗变换之前，对所述下行移动通信信号进行模数转化，在所述上行移动通信信号进行阻抗逆变换之后，对所述上行移动通信信号进行数模转化；在所述下行移动通信信号进行阻抗逆变换之后，对所述下行移动通信信号进行数模转化，在所述上行移动通信信号进行阻抗变换之前，对所述上行移动通信信号进行模数转化。
3.一种合分路器，其特征在于，包括阻抗匹配模块，用于对上、下行移动通信信号进行阻抗变换；信号耦合模块，用于将耦合于相应的视频同轴电缆或有线电话双绞线内的上、下行移动通信信号分离出来；还用于将上、下行移动通信信号耦合进相应的所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线。
4.一种电梯移动信号覆盖系统，其特征在于，包括两个如权利要求3所述合分路器，两个所述合分路器一个为远端合分路器、另一个为近端合分路器，所述近端合分路器设置于电梯井道外，所述远端合分路器设置于电梯轿厢上，所述远端合分路器及所述近端合分路器与电梯的对应视频同轴电缆或有线电话双绞线相连接。
5.根据权利要求4所述的电梯移动信号覆盖系统，其特征在于，还包括信号变换装置，与近端合分路器相连接，用于对下行移动通信信号进行模数转换，及用于对上行移动通信信号进行数模转换；信号逆变换装置，与远端合分路器相连接，用于对所述上行移动通信信号进行模数转换，及用于对所述下行移动通信信号进行数模转换。
全文摘要
本发明提供一种合分路器、电梯移动信号覆盖的方法及其系统。其中，合分路器，包括阻抗匹配模块，用于对上、下行移动通信信号进行阻抗变换；信号耦合模块，用于将耦合于相应的视频同轴电缆或有线电话双绞线内的上、下行移动通信信号分离出来；还用于将上、下行移动通信信号耦合进相应的所述视频同轴电缆或所述有线电话双绞线。采用上述合分路器后，可将移动通信信号耦合进电梯内原有的视频同轴电缆或有线电话双绞线内，这样在进行电梯轿厢信号覆盖时就不用再进行专门的布线施工，因此降低了施工难度。而且，由于不需要在电梯井道内布设专门传输无线通信信号的线缆，因此降低了投入成本。
文档编号H04B3/60GK102223162SQ20111012909
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者丁建松, 何明, 刘伟, 戴波, 杜世平, 邓敏惠, 陆斌 申请人:中国联合网络通信集团有限公司